一种微型油品电荷密度表的制作方法

本实用新型属于静电检测领域，尤其涉及一种用于油品电荷密度检测的装置。

背景技术：

在石油化工企业的石油生产与运输过程中，油品与运输设备、运输管道，油体内部分子之间的湍流运动会产生和积累大量的静电荷，极易造成重大的安全生产事故。

近年国内外数起油库装车过程静电放电引发火灾事故，均与管输油品静电量较大导致罐内油品静电量迅速积聚有关。通过检测油库、加油机内管道油品带电量高低，掌握管输油品静电带电情况，就可最大限度的避免油品静电放电引燃事故的发生。

授权公告日为2017.01.11，授权公告号为CN 104133122B的中国发明专利，公开了一种油品静电在线监测仪，包括刚性直管、杆球传感器及数据处理显示装置；在刚性直管的两端分别设置有带有阀门的法兰，杆球传感器将感应到的输油管道内的电压信号传输到压电陶瓷谐振器，然后通过压电陶瓷的压电效应使得压电陶瓷谐振器发生震荡，并将电压信号转换成交变电流信号，交变电流信号输入信号放大、检波与整形电路模块。

但是这种油品静电在线监测仪因结构设计中使用刚性直管段连接显示设备，造成油品静电在线监测仪体积较大，设备笨重，不能安装在狭小空间内的管道上，例如国内多数加油站加油机内部安装油气回收系统，其内部空间十分狭小，难以实现对加油机内部管线油品静电的监测；石油化工行业输油管道时常地处荒野或者危险场所，有时无法布置输电网络，但该设备需要外接电源供电；存在油品静电参数只能通过人工读出，记录等不足。

目前市场上没有用于监测油品在生产与运输过程中电荷密度的测试仪器。现有的产品大多数都是与被监测油品非接触式的电压传感器，直接测量油面静电压，没有深入到油品内部，因此受外界环境影响较大。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种微型油品电荷密度表。采用直接接触式电荷传感器，深入油品内部，直接传感带电油品的本源参数——电荷密度，采集数据真实可靠；采用电荷耦合技术，将油品带电信息直接耦合至后续处理系统，电荷无泄漏，且不受外界环境影响，系统运行稳定，测试精度高。

本实用新型的技术方案是：提供一种微型油品电荷密度表，包括设置在外壳内的电荷传感器、电池、主线路板及子线路板，所述的外壳经连接座与刚性直管段固定连接为一体；所述电荷传感器的下端设置有传感器探测窗口；其特征是：

设置一个不锈钢杆球传感器和一个转换电路板；

所述的不锈钢杆球传感器，包括一根不锈钢杆，在不锈钢杆的下端设置有一个球体，在不锈钢杆的上端设置有一个球杆基座，在球杆基座上端中心，设置有螺纹弹簧探针旋入孔；

在不锈钢杆球传感器的上端设置一个四氟套管；

在四氟套管的上端设置一个螺纹弹簧探针；所述螺纹弹簧探针的下端穿过四氟套管的上端旋入球杆基座内，与不锈钢杆球传感器实现电连接；

所述的转换电路板上设置一个镀锡焊盘，镀锡焊盘的位置与传感器探测窗口对应设置；

所述螺纹弹簧探针的上端与镀锡圆焊盘之间弹性接触，实现电连接。

具体的，所述的四氟套管贯穿连接座，同轴心套装设置。

具体的，所述的球体设置在刚性直管段的纵向轴心位置。

进一步的，在所述的四氟套管与球杆基座之间设置有密封垫圈12。

进一步的，所述的转换电路板设置在电荷传感器的探测窗口与不锈钢杆球传感器之间。

进一步的，所述的转换电路板为圆型，中心位置设置有圆形镀锡焊盘。

与现有技术比较，本实用新型的优点是：

1.采用直接接触式电荷传感结构，不锈钢杆球传感器深入油品内部，直接传感使油品带电的本源参数——电荷密度，更直接，更真实；

2.通过四氟套管将电荷传感器与不锈钢杆球传感器固定安装在一起，整个装置密封、绝缘，油品带电信息直接耦合至电荷传感器处理系统，传感电荷无泄漏，测量过程不受外界环境影响。

3.采用不锈钢杆球传感器，由于头部其为球状，结构简单，且与刚性直管段更为匹配，使其传感静电荷的理论计算大为简便，更加稳定可靠。

4.在电荷传感器与不锈钢杆球传感器之间设置有转换电路板，保证电荷耦合传感器的探测窗口与转换电路板之间的探测距离固定不变，不会因不锈钢杆球传感器旋入油品管道中深浅不一导致而探测距离变化，进而影响检测准确性。

5.在不锈钢杆球传感器与转换电路板之间设置螺纹弹簧探针，转换电路板与螺纹弹簧探针之间采用弹性接触连接，将油品中静电荷传导到转换电路板的圆形镀锡焊盘上，电荷传感器对圆形镀锡焊盘上的静电荷进行检测，可保证不锈钢杆球传感器与转换电路板之间的电连接质量。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型不锈钢杆球传感器、四氟套管及螺纹弹簧探针之间的位置关系示意图；

图3是本实用新型转换电路板及镀锡焊盘的整体结构示意图；

图4是本实用新型不锈钢杆球传感器的整体结构示意图；

图5是图1中A部的结构放大图。

图中1为外壳，2为电荷传感器，3为电池，4为主线路板，5为子线路板，6为连接座，7为刚性直管段，8为不锈钢杆球传感器，8-1为不锈钢杆，8-2为球体，8-3为球杆基座，8-4为螺纹弹簧探针旋入孔，9为四氟套管，10为转换电路板，10-1为镀锡焊盘，11为螺纹弹簧探针。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。

图1、图2及图5中，本技术方案提供了一种微型油品电荷密度表，包括设置在外壳1内的电荷传感器2、电池3、主线路板4及子线路板5，所述的外壳经连接座6与刚性直管段7固定连接为一体；所述电荷传感器的下端设置有传感器探测窗口；其发明点在于：

设置一个不锈钢杆球传感器8和一个转换电路板10；

在不锈钢杆球传感器的上端设置一个四氟套管9；

在四氟套管的上端设置一个螺纹弹簧探针11；所述螺纹弹簧探针的下端穿过四氟套管的上端旋入球杆基座内，与不锈钢杆球传感器实现电连接；

所述的转换电路板上设置一个镀锡焊盘10-1，镀锡焊盘的位置与传感器探测窗口对应设置；

所述螺纹弹簧探针的上端与镀锡圆焊盘之间弹性接触，实现电连接。

其所述的四氟套管贯穿连接座，同轴心套装设置。

其所述的球体设置在刚性直管段的纵向轴心位置。

在所述的四氟套管与球杆基座之间设置有密封垫圈12。

图3中，所述的转换电路板10为圆型，中心位置设置有圆形镀锡焊盘10-1。

图4中，所述的不锈钢杆球传感器，包括一根不锈钢杆8-1，在不锈钢杆的下端设置有一个球体8-2，在不锈钢杆的上端设置有一个球杆基座8-3，在球杆基座上端中心，设置有螺纹弹簧探针旋入孔8-4。

综上，在本技术方案中，不锈钢杆球传感器位于输油管中心位置处，用于传导油品中的静电荷。

所述不锈钢杆球传感器的上端旋入四氟套管内，螺纹弹簧探针插入四氟套管并旋入球杆内，与杆球实现电连接；使油品中的静电荷传导到弹簧探针上。

其螺纹弹簧探针顶部与转换电路板镀锡圆焊盘电接触，转换电路板固定在不锈钢外壳上，保证电荷耦合传感器探测窗口与转换电路板之间的探测距离固定不变，不会因杆球传感器旋入油品管道中深浅不一导致探测距离变化，进而影响检测准确性。

转换电路板为圆型，中间有圆形镀锡焊盘；螺纹弹簧探针顶部与转换电路板镀锡圆焊盘电接触时，将油品中静电荷传导到圆形镀锡焊盘上；电荷耦合传感器对圆形镀锡焊盘上的静电荷进行检测。

在转换电路板的上方放置电荷传感器，将杆球传感器上的静电荷耦合至电荷传感器中。

电荷耦合传感器，固定于不锈钢外壳上。

防爆电池与子电路板电连接，给微型油品电荷密度表供电。

在各个螺纹连接处，采用密封圈密封，防尘防水。

本实用新型所述技术方案的优点：

1、采用不锈钢杆球传感器，由于其为球状，结构简单，且与圆筒状管道更为匹配，使其传感静电荷的理论计算大为简便，应用程序稳定可靠。

2、杆球传感器与输油管线线度相比要小的多(只要机械强度满足要求，传感器体积可做的很小)，因此对管道中油品的自身流动影响很小；且油品为紊流，虽有电极放入，电荷密度也近似均匀,对管道内的电场分布亦影响很小，故而使测量更准确、真实。

3、安装部件(结构)及电荷耦合传感器输入电阻足够大，杆球传感器与金属管道绝缘，故测量系统本身无电荷泄露。

4、整个检测表尺寸小巧，外壳采用不锈钢，与现有技术中的装置相比，具有极佳的防锈、密封优势，整个产品极易密封、绝缘，全金属外壳使测量过程不受外界环境影响。

此外，本技术方案中所涉及到的电荷传感器，采用本申请人此前申请的，授权公告日为2013年11月13日，授权公告号为CN 102353855B的中国发明专利“便携式静电检测装置及其静电检测方法”中所公开的静电检测装置，故其具体结构和工作原理在此不再叙述。

本实用新型采用直接接触式杆球传感器，深入油品内部，直接传感带电油品的本源参数——电荷密度，采集数据真实可靠；采用电荷耦合技术，将油品带电信息直接耦合至后续处理系统，电荷无泄漏，且不受外界环境影响，系统运行稳定，测试精度高；其在电荷传感器与不锈钢杆球传感器之间设置有转换电路板，保证电荷耦合传感器的探测窗口与转换电路板之间的探测距离固定不变，不会因不锈钢杆球传感器旋入油品管道中深浅不一导致而探测距离变化，进而影响检测准确性；转换电路板与螺纹弹簧探针之间采用弹性接触连接，将油品中静电荷传导到转换电路板的圆形镀锡焊盘上，电荷传感器对圆形镀锡焊盘上的静电荷进行检测，可保证不锈钢杆球传感器与转换电路板之间的电连接质量。

本实用新型可广泛用于油品运输、存储过程中的电荷密度检测领域。